2024年3月14日发(作者:北京现代伊兰特2011款)

维修实例

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刘勤中(本刊编委会委员)

汽车维修工程师,从业23年,先后担任一汽-大众、通用、奔驰技术总监(经

理),具有扎实的理论基础,在汽车电控诊断领域有着丰富的实战经验和独到

的维修见解。先后荣获一汽-大众“优秀技术经理”称号、一等奖;一汽-

大众服务杯全国总决赛亚军;荣获上汽通用“汽车维修技术金奖”;公开发

表技术文章近100篇,达30余万字。

2021款奔驰GLE350e发动机故障灯常亮

◆文/河南 刘勤中

故障现象

一辆2021款奔驰GLE350e

4MATIC混合动力车,搭载274.920型发

动机,VIN码为W1N1671541A43****,

行驶里程为1 979km。车主反映,该车

发动机故障灯常亮,但行驶时未见其他

异常。

在发动机控制单元N3/10中发现存有故障

码(图1)U061F08-与废气温度传感器1(汽

缸列1)的通信存在功能故障,存在一个信

号故障或信息错误。另外,故障计数器已

达到上限255次。

查阅故障车的车籍卡发现,该车

为插电式混合动力车型,搭载排量为

2.0L的R4火花点火发动机和功率为

85~94kW(CODE ME05)电机,并且

带CODE945中国尾气净化等级6b和

CODE 999第3.0代带汽油微粒滤清器

(OPF)的排气系统。也就是说,为了满足

严格的国6b排放标准,减少尾气中碳烟的

含量,该车引入了柴油发动机成熟的DPF

碳烟微粒滤清器技术,并在排气系统中增

加了汽油微粒滤清器(OPF)。下面简单介

绍该系统的工作原理。

为了减少细小碳烟颗粒的排放,按

照欧6c/欧6d-TEMP排放标准引入了排

气系统汽油微粒滤清器,碳烟微粒滤清

器延续了柴油发动机中的氧化催化转换器

和火花点火型发动机中的三元催化转换

器,从而使其能从预清洁的废气中过滤出

80%~99.5%对环境和健康有害的碳烟微

粒。与柴油车辆中采用的技术相似,废气

流穿过位于车辆底部的微粒滤清器系统。

该滤清器为陶瓷蜂窝式结构,其中包括很

多平行布置交替密封的管道,当废气流经

故障诊断与排除

接车时与车主交流得知,该车故障是

在正常用车过程中出现的,但在行驶过程

时没有其他异常情况出现,也未出现动力

不足等情况。

连接奔驰专用诊断仪进行快速测试,

专家

点评

李玉茂

该车后备箱锁体VX25共有4条

接线:T4am/1是主卡槽开关信号

线、T4am/2是预卡止开关信号线、

T4am/3是接地、T4am/4是后备箱盖

①验证故障现象,用遥控钥匙锁车,大约30min后防盗喇叭

报警,与车主描述的故障现象一致;

②读取故障码、数据流发现主卡槽开关信号,在后备箱盖打

开与关闭时无变化,均为“打开”;

③确定可能的故障点为:F256、线路或J519,哪个容易检查

就先检查哪一个;

④拔开T4am插头,测量两个开关动作正常;拔开J519插头

T73a,断开T73a/52、T73a/53的电线,J519数据流中主卡槽开关

信号恢复正常,此时作者判定主卡槽开关信号线对地短路;

⑤检查发现T73a/52的白色线绝缘破损对地短路,并说明这

条线就是主卡槽开关信号线。

在汽车制造厂的总装线上,由于线束安装的动作复杂而无法

使用机器人,而人工安装的质量受多种因素影像,虽然故障率很

低,但我们在排除线路故障时务必要考虑到这一点。

开锁电机V53的正极。主卡槽开关与预锁止开关统称为F256,在

后备箱盖关闭的情况下这两个开关闭合,两个信号电压为0;在

后备箱盖打开的情况下这两个开关断开,两个信号电压为“悬

空”。当防盗器解锁,用手拉动后备箱盖拉手,两个开关断开,

车载电网控制单元J519收到这两个电压为0的信号后,输出给V53

正电压,后备箱盖开锁。当防盗器预警,用手拉动后备箱盖拉

手,后备箱盖仍然闭锁而防盗器喇叭鸣响。该车因主卡槽开关信

号线绝缘损坏,导致信号线对地短路,信号电压总是0,进而导

致防盗器预警大约30min后报警。

本案例中,作者的诊断思路非常清晰:

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汽车维修与保养

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维修实例

图1 故障车发动机控制单元内存储的故障信息

碳烟微粒滤清器的多孔陶瓷壁时,碳烟微

为确保碳烟微粒滤清器的工作效能,

粒就会在其表面上沉积,经过滤的废气流

一般还会进行再生操作。发动机控制单元

过向后打开的排气系统的管道。汽油微粒

通过压差传感器监测碳烟含量,并在超过

滤清器 (OPF)工作原理可以参考碳烟微粒

特性图的规定值时开始进行再生。根据碳

滤清器 (柴油) 工作原理图(图2)。

烟排量和滤清器尺寸,一般每行驶500km

在火花点火型发动机中,碳烟微粒滤清

进行一次再生操作。再生操作期间,大

器由特别耐热的堇青石制成;在柴油发动机

部分碳烟微粒燃烧成二氧化碳(CO

2

),在

中,碳烟微粒滤清器一般由碳化硅制成。

温度约600℃时,碳烟微粒滤清器中积

1-催化转换器 (CAT) 上游的温度传感器;KAT-氧化催化转换器;2-三元催化转换器 (TWC) 下游的

温度传感器;3-压差传感器;A-来自发动机的废气;B-过滤碳烟微粒;C-碳烟微粒滤清器下游的废气;

DPF-碳烟微粒滤清器。

图2 碳烟微粒滤清器工作原理图

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累的碳烟微粒通过再生过程燃烧掉。

在柴油发动机中,由于温度很难达到

600℃,上游的氧化催化转换器和碳

烟微粒滤清器的催化涂层可确保再生

过程的进行。在火花点火型发动机中,汽

油微粒滤清器的再生(碳烟燃烧)主要是在

超速运转模式下进行。在碳烟微粒滤清器

有氧气(O

2

)可供使用时,就会开始燃烧碳

烟微粒。在碳烟微粒滤清器的中后部最高

温度可达1 150℃。再生过程一般会持续

几分钟,但具体取决于车速、排气温度、

燃油量、发动机转速等因素。

在超速运转模式下,汽油微粒滤清器

的热负荷主要取决于炭黑含量和汽油微粒

滤清器上游的排气温度。在碳烟燃烧过程

中,如果温度过高,就会对整个汽油微粒

滤清器造成损坏。对于装配带传感器系统

的汽油微粒滤清器 (OPF)/CODE 598的

车辆,发动机控制单元会持续监测汽油微

粒滤清器中的排气温度和碳烟含量,以防

止其温度过高。

由于在一般的操作状态无法达到再生

所需的废气温度,因此,常常通过目标后

喷射的方式来提高废气温度。执行额外的

后喷射时,会在做功行程之外的范围喷射

燃油,此时燃油会出现不完全燃烧,从而

提高废气的温度。

排气温度由汽油微粒滤清器上游的温

度传感器 B163/4(图3)进行监测,炭黑含

量由汽油微粒滤清器压差传感器B163/3

进行监测。发动机控制单元N3/10直接读

取传感器信号并对其进行评估,如果测量

1-汽油微粒滤清器;B163/3-汽油微粒滤清器

压差传感器;B163/4-汽油微粒滤清器上游的温

度传感器。

图3 故障车型汽油微粒滤清器上的传感器

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图4 故障车型燃油喷射系统电路图

值超过规定限值,则发动机控制单元对发动机正时执行适当的

干预,并请求仪表盘输出警告信息。

查阅并分析故障车型燃油喷射系统电路图(图4)可知,压差

传感器B163/3和温度传感器B163/4,通过Z结点共用由发动机

控制单元N3/10提供的5V工作电源和接地。

由于发动机控制单元N3/10设置了废气温度传感器B163/4

的通信故障码U061F08,而没有设置与压差传感器B163/3相

关的故障码,因此,结合系统工作原理进行分析发现,引起该

车故障的可能原因有:发动机控制单元N3/10存在软件故障;废

气温度传感器B163/4线路问题,如接触不良;废气温度传感器

B163/4存在电气故障;发动机控制单元N3/10存在电气故障。

尝试对发动机控制单元N3/10进行软件升级,结果未发现新

软件。检查废气温度传感器B163/4的实际值,在启动发动机后

会逐渐上升,熄后会逐渐下降,变化正常。拆下下护板,检查废

气温度传感器B163/4的插头(图5),未发现有腐蚀、松旷等异常

情况。检查发动机控制单元N3/10旁边的插接器X26/x1(图6),

也没有发现腐蚀、松旷等异常现象。

检查废气温度传感器B163/4到发动机控制单元N3/10的

线束,其路径是:N3/10的M插头PIN32→蓝白线→X26/x1的

图5 故障车废气温度传感器B163/4的插头正常

PIN10→白线→防火墙→流水槽右侧过墙孔→进入车内→沿右

前A柱→右前门槛→前排乘客座椅下方→中央马鞍过墙孔→车外

→废气温度传感器B163/4的插头。通过检查发现,发动机舱从

X26/x1到防盗墙的线束在拐弯处线束保护层有与发动机干涉的

情况发生,且有明显磨损的痕迹。但是捋起保护层进行进一步

检查时,却没有发现线束有磨损或挤压的痕迹(图7)。

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图8 故障车上废气温度传感器

件B163/4(汽油微粒滤清器上游的温度传感器)上拨下时,实际

值约为6 500℃。

图6 故障车插接器X26/x1正常

停车后原地踩油门踏板发现,当猛踩油门踏板,发动机转

速超过3 000r/min时,废气温度传感器B163/4的实际值就会突

然变为6 500℃。打开发动机舱盖观察,当猛踩油门踏板时,纵

置的发动机会因扭矩的变化逆时针扭转一些角度,相应的发动

机线束也会被拉扯一下。据此分析,可能是这段线束中的废气

温度传感器B163/4信号线(白色)在拉扯时出现了偶发性断路。

将防火墙上的4个线束固定夹子拆下,一边观察废气温度传

感器B163/4的实际值变化,一边拉扯或弯曲X26/x1插头到防火

墙之间的这段线束,结果发现实际值有时会突然变为6 500℃,

验证了上述判断。经过仔细检查发现线束没有磨损或被挤压的

痕迹,因此可能是导线在生产时存在瑕疵,内部存在虚接断点

情况。

用维修导线替换发动机舱这段白色废气温度传感器

B163/4的信号线,重新固定线束后试车,故障不再出现。交

车后电话回访,车主反映该车故障未再出现,至此该车故障才

被彻底排除。

图7 故障车上的相关线束

由于未发现线束有实质性磨损,综合分析故障原因很可能

是废气温度传感器B163/4电气故障,为了进一步确认,与试驾

车互换了废气温度传感器B163/4(图8),其供应商为日本电装。

但是,4天后车主再次致电反映该车发动机故障灯再次亮

起,通过XENTRY远程诊断发现,该车发动机控制单元N3/10

仍然存有故障码U061F08。分析很可能是废气温度传感器

B163/4到发动机控制单元N3/10的信号线存在虚接的情况。

连接诊断仪,并在试车的过程中观察废气温度传感器

B163/4实际值的变化情况,结果发现在加速时,有时实际值会

突然变为6 500℃。根据XENTRY提示:当断路或插接器从部

维修小结

本案例中,由于故障车型搭载的这款发动机采用了汽油微

粒滤清器(OPF),这就意味着;在更换机油时,与装配柴油微

粒过滤器(DPF)的发动机一样,需要使用低灰分发动机机油,符

合技术要求的梅赛德斯-奔驰机油标准有:229.51、229.52、

229.61、229.71。

在诊断过程中,如果一开始连接着诊断仪进行路试,应

该早就会发现踩油门踏板时“废气温度传感器B163/4的实际

值异常”的故障规律,也就可以大大缩短诊断时间,提高诊

断效率。

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